On appelle ainsi les héros qui firent voile pour la Colchide sous la direction de Jason, afin de rapporter à Pélias, roi d'Iolcos, soucieux d'écarter son neveu du trône, la Toison d'or du bélier consacré à Arès par le roi de Colchide, Aiétès. Au nombre d'environ cinquante, les illustres Argonautes, parmi lesquels on cite Jason, Admète, Amphion, Zéthos, Tydée, Thésée, Héraclès, les Dioscures, Orphée et une foule d'autres héros, s'embarquèrent sur le navire Argo, construit sous la direction d'Athéna dans des bois de Dodone. On peut suivre, d'après le récit d'Apollonios de Rhodes, le voyage des illustres navigateurs.


Leur périple les conduisit d'abord sur l'île de Lemnos, puis les mena dans l'île de Samothrace, où, sur les conseils d'Orphée, ils s'initièrent aux mystères. Ayant franchi l'Hellespont, les Argonautes jetèrent l'ancre sur la côte de l'île Cyzique, pays des Diolones, gouverné par le roi Cyzicos, qui les accueillit avec toutes les honneurs de l'hospitalité. Mais après avoir quitté l'île, ils furent pris dans une immense tempête et rejetés sur le territoire de Cyzicos, par une nuit sombre. Les indigènes ne reconnurent pas leurs hôtes de la veille, et les prenant pour des pirates, ils engagèrent contre les intrus une lutte sans merci, au cours de laquelle leur roi fut tué par Jason. Au petit jour, les combattants des deux camps s'aperçurent de leur méprise et, par des jeux et des veillés funèbres, rendirent honneur aux dépouilles mortelles du roi et de ses guerriers. Après avoir quitté l'île, l'Argo fit escale sur la côte de Mysie, où Hylas fut entraîné dans les eaux par des nymphes trop éprises de lui. Héraclès et Polyphème, qui étaient partis à sa recherche, furent abandonnés par leurs compagnons, qui levèrent l'ancre et firent voile vers le pays des Bébryces chez le roi Amycos, qu'ils tuèrent ainsi que beaucoup de ses sujets. Parvenus ensuite à Thrace, les Argonautes, avec l'aide des Boréades Calaïs et Zétès, réussirent à débarrasser le devin Phinée des Harpyes qui le tourmentait sans cesse. En témoignage de reconnaissance, le devin donna à ses hôtes des conseils sur le moyen d'éviter les dangers qu'ils encouraient lors de leur voyage. Les Argonautes purent ainsi sans trop d'encombre passer entre les Symplégades, ou les Roches flottantes, qui, poussées l'une contre l'autre par des courants contraires, écrasaient les navires.
Après avoir atteint la mer Noire, ils abordèrent en Colchide chez le roi Aiétès, possesseur de la Toison d'or. Grâce au concours de Médée, la fille du roi, Jason put s'en emparer et reprit la route de la mer. Médée, qui s'était enfuie avec les Argonautes, tua son frère Absyrtos et répandit tout au long de sa route les membres du malheureux, afin d'empêcher Aiétès, occupé à ramasser les restes de son fils, de continuer à les poursuivre. Ce geste criminel déplut cependant à Zeus, qui dépêcha sur le navire Argo une puissante tornade. Un devin déclara que seule Circé pourrait purifier les héros criminels. L'Argo remonta alors le cours de l'Eridan (le Pô) et du Rhône, puis descendit vers la Méditerranée et gagna la Sardaigne et l'île d'Aeaea, le royaume de Circé, où ils firent escale ; la magicienne purifia les Argonautes, et ils purent reprendre la mer. Ils résistèrent aux chants mélodieux des sirènes grâce à Orphée, qui, de sa lyre, surpassa les dangereuses magiciennes, passèrent ensuite sans dommage entre Charybde et Scylla et atteignirent Corcyre, le pays des Phéaciens. Le roi Alcinoos, ami d'Aiétès, leur demanda la restitution de Médée, mais seulement si elle était vierge. Aussi Jason s'empressa d'épouser celle qui l'avait suivi si fidèlement. Le navire fit route par la suite vers la Lybie, la Crète, où le Géant Talos, qui tuait tous les étrangers, succomba aux enchantements de Médée en se déchirant la veine du pied, ce qui provoqua sa mort. Lorsque les Argonautes quittèrent cette île, une nuit opaque les entoura soudain. Ils supplièrent Phoebos de les éclairer. Le dieu les exauça et les navigateurs réussirent à aborder dans la petite île des Sporades. Dès lors, leur périple touchait à sa fin. Après avoir débarqué à Egine, ils regagnèrent Iolcos, avec la précieuse Toison d'or.

Cet immense voyage ne serait, selon certains mythographes, que l'image d'une entreprise de colonisation dans le Pont-Euxin et en Asie Mineure, ou bien le symbole de la découverte dans le Caucase (l'ancienne Colchide) de merveilleuses mines d'or.